2019-2020学年鲁科版选修3-4 光导纤维及其应用 作业

1、地表风速的大小对我们的生产生活有着很大的影响，所以我们经常会在铁路沿线、码头、建筑、索道、气象站、养殖场等处看到风速仪，它们能够实时进行数据收集并智能传送，其基本结构如图1所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收。在风力作用下，风杯绕转轴以正比于风速（）的速率（）旋转，其关系为。风杯旋转会通过齿轮带动下面的凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风杯与转轴距离为r，风杯每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。计算机对探测器接收到的光强变化情况进行分析，就能得到风速的大小。在时间内探测器接收到的光强随时间变化的关系如图2所示。下列说法正确的是( )

A. 光纤材料内芯的折射率小于外套的折射率

B. 风杯旋转的角速度小于凸轮圆盘的角速度

C. 在时间内，风速逐渐增大

D. 在时间内，风的平均速率为

2、制作半导体时，需向单晶硅或其他晶体中掺入杂质。单晶硅内的原子是规则排列的，在两层原子间有一定间隙，形成沟道，如图所示。假设注入的杂质是硼的正离子，若硼离子能沿沟道射入晶体内，就叫做沟道离子。射入的离子不可能与沟道的纵轴（图中虚线）完全平行，若偏离纵轴一定的角度，如图那样进入沟道时向上偏转，则离子将受原子层原子核向下的斥力。一旦离子失去向上运动的速度，便在斥力的作用下朝反方向偏离。同样道理，当离子接近下面原子核时，又在斥力的作用下向上偏转。于是，入射离子在沟道内沿曲线前进。对于一定能量的离子，存在一个临界的入射，一旦离子的入射角大于，入射离子将冲出沟道，不能成为沟道离子。下面说法正确的是( )

A. 入射角一定时，入射离子的动能越大，越容易成为沟道离子

B. 入射离子的动能一定时，入射角越小，沟道离子在沟道中运动时间越长

C. 入射离子在接近原子层时，原子核的斥力做负功，电势能增大

D. 入射离子在趋于两个原子层间的纵轴时动能和电势能均减小